Internetin arkkitehtuuri ei vastaa sen käyttötapoja
23.08.2012
Ihmisen suurinta rakennelmaa käytetään nykyisin aivan toisin kuin sen suunnittelijat kolmisenkymmentä vuotta sitten ennakoivat. Internetin tietoliikenteestä enää murto-osa on tarkoitettu kulkemaan joidenkin tiettyjen verkkolaitteiden välillä. Olennaista verkon käyttäjille on sen sijaan haluttujen informaatiosisältöjen löytyminen.
Aalto-yliopiston tietotekniikan laitokselta juuri väitellyt Jarno Rajahalme uskoo ristiriidan johtuvan siitä, ettei verkon arkkitehtuuria ole kyetty kehittämään verkon muuttuneen käytön tahdissa.
Internetin nykyinen rakenne on muodostunut kaupallisen toiminnan ja kilpailun myötä, mikä tulisi Rajahalmeen mukaan huomioida vaihtoehtoisia tietoliikennekäytäntöjä suunnitellessa ja mallinnettaessa.
– Verkon toimintamalli ja tavat, joilla verkkoa itse asiassa käytetään, eivät kohtaa parhaalla mahdollisella tavalla, Rajahalme tiivistää internetin tietoliikenteen tutkimuksen keskeisen ongelman.
Informaatio kulkee internetissä eri operaattorien hallinnoimien verkkojen eli domainien välillä. Tarvitaan reititystä, liikenteen ohjaamista operaattorien kesken. Seuraamalla operaattorien välisiä reitityssanomia operaattorien väliset liiketoimintasuhteet on mahdollista päätellä varsin tarkasti, jolloin internetin tietoliikennettä voidaan mallintaa.
– Tutkimuksessani mallinnan internetin tietoliikennettä operaattorien taloudellisten kannustimien avulla. Jotkin operaattorit vaihtavat keskenään liikennevirtoja ilman rahallista korvausta, kun taas joistakin reiteistä, kuten esimerkiksi palveluntarjoajalta loppukäyttäjälle, maksetaan, Rajahalme kuvailee.
Informaatiosisältöjen eli "pakettien" reittejä operaattorin verkosta toiseen sanelevat pitkälti operaattorien taloudelliset kannustimet kunkin paketin eteenpäin ohjaamisesta. Rajahalme mallinsi väitöksessään eri tapoja kuljettaa paketteja poikki domain-rajojen.
– Monesti operaattoreille on tuottoisampaa käsitellä yksittäisiä paketteja kuin optimoida liikennettä esimerkiksi lähetyksiä yhdistämällä. Niiden ansaintalogiikka näet perustuu siirretyn tiedon kokonaismäärään. Tämä näkyy sekä pakettien tasolla ryhmälähetyksissä että dokumenttitasolla erilaisissa välimuisteissa.
– Liikennereitit ovat siten myös käytännössä pidempiä kuin teoreettisesti lyhyimmät mahdolliset reitit. Taloudelliset kannustimet ovat siis merkittäviä internetin liikenteen ohjaajia.
Sisällöt edellä sujuvampaa tietoliikennettä?
Operaattorit on tietoliikenteen tutkimuksessa tavattu jakaa kolmiportaiseen hierarkiaan. Ylimmän tason operaattorit eivät osta internet-palveluita muilta vaan jakavat liikennettä keskenään ja myyvät palveluita paikallisen tason operaattoreille.
Niille voisi Rajahalmeen mukaan olla optimaalisinta reitittää paketit ylätasolle asti ja jakaa ne loppukäyttäjille vasta matkalla hierarkiaa alaspäin.
– Verkon kokonaiskuormitus voisi jopa laskea, vaikka yksittäisillä linkeillä olisikin nykyistä enemmän liikennettä. Mikä tärkeintä, kukin operaattori voisi paikallisesti päättää, millainen liikenteenvälitystapa on kannattavin, Rajahalme selvittää mallinsa pohjalta.
Tietoliikenteen voisi järjestää uudelleen
Rajahalme tarkasteli väitöskirjassaan myös uudenlaisia tapoja järjestää tietoliikennettä.
– Olisi mahdollista hyödyntää verkon topologiaa: antaa verkon itsensä valita parhaat tavat ja reitit informaation kuljettamiseen. Liikennettä ei välitettäisikään sen perusteella, mihin osoitteeseen paketit ovat menossa, vaan kukin käyttäjä kertoo verkolle, mitä tietoa haluaa vastaanottaa. Paketit nimettäisiin niiden sisällön, eikä yksittäisten verkkolaitteiden mukaan, Rajahalme ehdottaa.
Sisältöohjatuksi verkottumiseksi kutsuttu lähestymistapa on Rajahalmeen mukaan juuri nyt aktiivinen tutkimusalue. Uudesta palvelumallista voisi syntyä myös uudenlaisia ansaintatapoja verkko-operaattoreille ja muille toimijoille.
– Liikenne operaattorihierarkian ylätasolla todennäköisesti vähentyisi. Pelkkä paketinvälitys on todella kilpailtua, harvojen suuryritysten aluetta. Sisällöntuottajien ja paikallisten palveluntarjoajien uskoisi kiinnostuvan sisältöohjatun verkottumisen mahdollisuuksista. Tästä kertoo jo erityisten sisällönvälitysverkkojen kasvanut merkitys internet-liikenteen hallinnassa.
Jarno Rajahalmeen väitöskirja Inter-Domain Incentives and Internet Architecture on pian luettavissa osoitteessa: http://otalib.aalto.fi/en/collections/e-publications/dissertations
Lisätietoja:
Jarno Rajahalme
jarno.rajahalme [at] nsn [dot] com
puh. 050 483 7687
Tietotekniikan laitos
Aalto-yliopiston perustieteiden korkeakoulu
